Et team av forskere har utviklet et optisk oppsett for å sende kvantelys gjennom en lokaliseringsfiber
Skjematisk illustrasjon av eksperimentet. Bilde: Alexander Demuth et al., Kommunikasjonsfysikk
I et eksperiment utført av fysikere, en spesiellfasedeling optisk fiber forbinder sender og mottaker. Den første er en kvantelyskilde. Den genererer kvantekorrelerte fotonpar gjennom spontan parametrisk nedkonvertering i en ikke-lineær krystall.
Under generasjonsprosessen omdannes ett høyenergifoton til par av fotoner, som hver har en lavere energi. Bølgelengden til et slikt par er 810 nm.
Som mottaker brukte fysikereet matrisekamera med en enkeltfoton skreddiode (SPAD). Et slikt kamera er, i motsetning til konvensjonelle CMOS-kameraer, så følsomt at det kan oppdage enkeltfotoner med ekstremt lave støynivåer, forklarer forskerne. I tillegg har den en veldig stor tidsmessig oppløsning, slik at tidspunktet for "ankomst" av enkeltfotoner er kjent med høy nøyaktighet.
Fasedelingsfiber:fiberstruktur (a), skjema for lysspredning i ideelle (b) og ekte (c) fibre. I det andre tilfellet er lyset delvis spredt, og hopper mellom lokaliserte moduser. Bilde: Alexander Demuth et al., Kommunikasjonsfysikk
Under eksperimentet oppdaget SPAD-arrayen ogidentifisere par av fotoner som ankommer samtidig (match). Siden parene er kvantekorrelerte, vil det å vite hvor en av de to fotonene finnes, fortelle plasseringen til det andre fotonet. Teamet testet denne korrelasjonen før og etter sending av kvantelys, og viste vellykket at den romlige anti-korrelasjonen av fotoner faktisk vedvarer.
Forskerne jobber videre medforbedring av teknologi. Spesielt planlegger de å lage en optisk fiber som vil minimere effekten av demping, noe som vil øke rekkevidden for overføring av tilknyttede data.
I motsetning til konvensjonell enkeltmodus optiskfibre som overfører data gjennom en enkeltkjerne, fasedelingsfiber (PSF) eller Anderson lokaliseringsfiber med fasedeling består av mange glassfilamenter innebygd i en glassmatrise med to forskjellige brytningsindekser. Siden det er to brytningsindekser i materialet, skaper dette en lateral forstyrrelse som resulterer i tverrgående (todimensjonal) Anderson-lokalisering av lys i materialet.
Les mer:
En magnetisk storm er i ferd med å treffe jorden
Kåret til hovedfaren ved måneoppdraget "Artemis"
Den sanne betydningen av mumifisering blir avslørt: hele denne tiden tok forskerne feil
På omslaget: en illustrasjon av et oppsett for overføring av kvantelys. Bilde: ICFO/ A. Cuevas